2.1 Comparación entre fuerza electrostática y gravitatoria

Las interacciones electrostática y gravitatoria, responsables de sus respectivas fuerzas son muy similares en cuanto a su expresión matemática, sin embargo difieren enormemente en alguna de sus características. En la siguiente tabla se muestra una comparativa entre ambas:

Característica Interacción electrostática Interacción gravitatoria
Propiedad relacionada
 Carga Masa
Partículas a la que afecta
 Partículas cargadas Todas las partículas
Carácter de la fuerza

Atractiva si la carga es la misma

Repulsiva si la carga es de signo contrario

Siempre atractiva
Dirección de la fuerza
 La de la línea que une ambas cargas
 La de la línea que une ambas masas
Dependencia

Directa del producto de las cargas e inversa al cuadrado de la distancia

Directa del producto de las masas e inversa al cuadrado de la distancia
Expresión matemática
Valor de la constante en el vacío
 K0 = 9·109 N·m2·C-2 G = 6.67·10-11 N·m2·kg-2
Dependencia del medio
 Depende de la permitividad ε del mismo
 Es una constante universal

De esta información puedes observar que, cuando los valores de masa y carga de un objeto son comparables, la interacción gravitatoria del mismo es siempre mucho menor que su interacción electrostática correspondiente.

Ejemplo o ejercicio resuelto

 
Animación 2. Xaquito Creative Commons
Estima, en orden de magnitud, cuántas veces mayor es la fuerza electrostática que la fuerza gravitatoria entre el núcleo y el electrón de un átomo de hidrógeno.
DATOS: Carga del electrón = -1.6·10-19 C. Masa del electrón = 9.11·10-31 kg. Masa del protón = 1.67·10-27 kg. Distancia media electrón -protón = 5.3·10-11 m

Recuerda que la carga del electrón es la misma que la del protón, pero de signo contrario.

¿Y cuál sería la relación si el electrón y el protón se encontraran uno en la Tierra y el otro en la Luna?

DATO: Distancia media Tierra - Luna = 3.84·108 m

AV - Actividad de Espacios en Blanco

Completa el siguiente párrafo con las palabras que faltan:

La gravitatoria entre protones es aproximadamente 1036 veces más débil que la repulsión . Este factor es independiente de la , pues ambas fuerzas son proporcionales al de la distancia. 

Por ello, a escala atómica el efecto de la gravedad es . Sin embargo, la fuerza fundamental que controla la evolución del Universo es la interacción puesto que la mayor parte de los cuerpos celestes son en la práctica eléctricamente y tienen mucha .

La gravedad es muy excepto en aquellos casos en los que la masa de uno de los cuerpos implicados sea grande, tal y como ocurre en el de los cuerpos debido al campo gravitatorio terrestre.

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AV - Pregunta Verdadero-Falso

Indica si las siguientes afirmaciones relativas a la relación entre interacción electromagnética y gravitatoria son verdaderas o falsas:

Pregunta 1

Una de las diferencias entre la interacción electromagnética y la gravitatoria es que únicamente la segunda afecta a toda la materia

Sugerencia

Pregunta 2

 
 Imagen 14. Sharayanan Creative Commons
Tanto la constante eléctrica K como la gravitatoria G son constantes Universales

Sugerencia

Pregunta 3

Ambos tipos de interacción generan una fuerza en la misma dirección

Sugerencia

Pregunta 4

Ambos tipos de interacción generan una fuerza en el mismo sentido

Sugerencia